[发明专利]双接地平面EMI滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双接地平面EMI滤波器，属于EMI滤波器领域。

背景技术

随着电力电子及电力系统的高频化，小型化的发展，电磁干扰问题愈加突出。电磁干扰主要分为传导干扰和辐射干扰，前者主要是指150kHz-30MHz之间的干扰，后者主要指大于30MHz的干扰，其中传导干扰在现今的干扰问题中占主要地位。消除传导干扰的方法主要有消除噪声源、切断耦合路径以及提高设备抗干扰能力等。而EMI滤波器可有效的提高设备的抗干扰能力，从而使得传导干扰得到很好的抑制。

以往的分立式的EMI滤波器由于元件多、体积大、寄生参数大及高频性能差逐渐被集成式EMI滤波器所取代。平面集成EMI滤波器的概念最早是由弗吉尼亚理工大学提出的，其基本单元为平面LC线圈，主要用于“电感”和“电容”的集成。该种集成结构实现了EMI滤波器的平面磁集成结构，一定程度上减小了体积并增大了其功率密度。但该种平面LC线圈结构也才存在一定的不足之处，即由于线圈为矩形，拐角处电流密度大，因此电流分布不均匀，严重影响EMI滤波器的高频性能。因此，有团队在此基础上提出了环形平面EMI滤波器，有效的改善了LC单元各部分的电流分布。同时该种滤波器可完全置于环形磁芯中，大大提高了其电感值。

经典环形平面EMI滤波器如图1A所示，其基本单元是在硬质陶瓷基板的两侧分别喷镀均匀螺旋线从而实现“感容”集成的LC单元，通过适当的连接方式对高频噪声产生有效抑制。同时，该类平面EMI滤波器的共模滤波器主要由两片LC单元组成，如图1B，即两片LC单元上、下两个线圈绕组一端为输入，一端为输出，而中间两个线圈绕组一端悬空，一端共地，其等效电路如图1C所示。差模滤波器主要由差模电感和差模电容，差模电感由共模电感的漏感产生，而差模电容主要由外部接入的独立电容实现。因此，上述EMI滤波器仅有一处共地，且改进后的环形平面EMI滤波器虽将单元片均集成于环形磁芯中，增大了电感，但多片LC单元间的采用错位过孔连接，方法复杂，不易实现。当LC单元实现电容参数时，要求上下线圈尽量对称以实现较大的电容值，这对LC单元的对称性及制作工艺提出了很高的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明提供一种双接地平面EMI滤波器，通过将电容与集成感容结构隔离开，并设置铜层、银层的结构，使得共模电容及差模电容集成于一体，解决了现有技术中滤波器上、下金属导体不对称引起的滤波效果差的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

双接地平面EMI滤波器，包括罐型磁芯、平板磁芯以及设置于罐型磁芯与平板磁芯之间的电感单元、电容单元，所述电感单元与电容单元之间设置隔离基板，所述电容单元包括在两个铜层之间设置的多个依次连接的陶瓷基板，两个陶瓷基板之间通过银层连接，位于最外侧的陶瓷基板的外表面均与铜层连接，所述两个铜层均接地；所述电感单元包括PCB板以及设置于PCB板上的电感线圈电路；所述电感线圈电路的一端为所述平面EMI滤波器的输入端，另一端与陶瓷基板之间的银层连接，所述银层上设置平面EMI滤波器的输出端。

所述电容单元包括依次连接的第一铜层、第一陶瓷基板、第一银层、第二陶瓷基板、第二银层、第三陶瓷基板、第二铜层，其中，第一铜层、第二铜层均接地；所述电感单元包括PCB板以及设置于PCB板两面的第一电感线圈电路、第二电感线圈电路，其中，第一电感线圈电路、第二电感线圈电路均包括第一端、第二端；所述第一电感线圈电路的第一端为所述平面EMI滤波器的第一输入端，所述第一电感线圈电路的第二端与第一银层连接；所述第二电感线圈电路的第一端为所述平面EMI滤波器的第二输入端，所述第二电感线圈电路的第二端与第二银层连接；所述第一银层上设置平面EMI滤波器的第一输出端，所述第二银层上设置平面EMI滤波器的第二输出端。

所述铜层、银层通过喷涂或电镀的方式设置于陶瓷基板上。

所述隔离基板为PCB基板。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、由于电容采用在高介电常数陶瓷板基板两侧完全覆上银层或铜层，很好的改善了上、下金属导体的对称性。

2、同时，根据平行板电容器公式，可知，上、下平面金属导体对应面积越大则电容越大，因此该结构可有效的增大电容值，使其满足平面EMI滤波器的设计要求。

3、本发明可应用于EMI滤波器的制作中，与以往的共模电感、差模电感和共模电容集成的LC单元相比，由于共模电容和差模电容通过喷镀技术形成一个整体，避免了过孔连接，便于设计与制作；同时又实现了“无缝”连接，有效的减小了寄生参数。